A. lý thuyết liên quan
3.4.2.Sửa chữa đũa đẩy
3.4.2.1. Kiểm tra độ cong của đũa đẩy
Dùng khối V và đồng hồ so để kiểm tra độ cong của đũa đẩy. Độ cong tối đa cho phép 0,25mm. Nếu độ cong lớn quá quy định phải nắn lại đũa đẩy.
3.4.2.2. Kiểm tra đũa đẩy bị nứt, gẫy
Quan sát toàn bộ đũa đẩy để phát hiện vết nứt. Nếu có vết nứt phải thay đũa đẩy hoặc hàn. Sau khi hàn phải kiểm tra độ cong của đũa đẩy và nắn thẳng.
3.4.3. Sửa chữa cò mổ (đòn gánh) 3.4.3.1. Kiểm tra cò mổ bị mòn
Cò mổ thƣờng bị mòn đầu tiếp xúc với đuôi xupáp, mòn bạc tiếp xúc với trục cò mổ. Kiểm tra bằng cách quan sát vết mòn trên đầu cò mổ. Đầu cò mổ bị mòn thì hàn đắp rồi mài theo hình dạng và kích thƣớc ban đầu
3.4.3.2. Kiểm tra cò mổ bị nứt, gẫy
Quan sát phát hiện các vết nứt trên cò mổ. Nếu cò mổ bị nứt thì thay mới hoặc hàn đắp rồi mài theo hình dạng ban đầu.
B. Thực hành
Kiểm tra sửa chữa con đội - Chuẩn bị dụng cụ tháo lắp
- Tháo, kiểm tra, sửa chữa con đội - Lắp con đội
Kiểm tra sửa chữa đũa đẩy - Chuẩn bị dụng cụ tháo lắp
- Tháo, kiểm tra, sửa chữađũa đẩy - Lắp đũa đẩy
Kiểm tra sửa chữa cò mổ - Chuẩn bị dụng cụ tháo lắp - Tháo, kiểm tra, sửa chữa cò mổ - Lắp cò mổ
Câu hỏi ôn tập
1. Trình bày nhiệm vụ, điều kiện làm việc, vật liệu chế tạo con đội? 2. Trình bày phƣơng pháp kiểm tra, sửa chữa con đội?
3. Trình bày nhiệm vụ, điều kiện làm việc, vật liệu chế tạo đũa đẩy? 4. Trình bày phƣơng pháp kiểm tra, sửa chữa đũa đẩy?
5. Trình bày nhiệm vụ, điều kiện làm việc, vật liệu chế tạo cò mổ(đòn gánh)? 6. Trình bày phƣơng pháp kiểm tra, sửa chữa cò mổ (đòn gánh)?
MÃ BÀI MĐ 05 04
TÊN BÀI:
SỬA CHỮA TRỤC CAM VÀ DẪN ĐỘNG CAM
THỜI LƢỢNG (GIỜ) Lý thuyết Thực hành
3 7
MỤC TIÊU THỰC HIỆN
Sau khi học xong ngƣờihọc có khả năng
- Trình bày đƣợc nhiệm vụ, điều kiện làm việc, vật liệu chế tạo, phân loại, cấu tạo trục cam, dẫn động trục cam.
- Phân tích đƣợc hiện tƣợng, nguyên nhân hƣ hỏng, phƣơng pháp kiểm tra và sửa chữa trục cam, dẫn động trục cam.
- Kiểm tra, sửa chữa đƣợc các hƣ hỏng của trục cam, dẫn động trục cam đúng phƣơng pháp, đúng tiêu chuẩn kỹ thuật.
- Đảm bảo an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp. NỘI DUNG BÀI HỌC
A. Lý thuyết liên quan 4.1. Trục cam
4.1.1. Nhiệm vụ, điều kiện làm việc, vật liệu chế tạo (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4.1.1.1. Nhiệm vụ
Điều khiển xupáp đóng mở theo một quy luật nhất định theo đúng thứ tự làm việc của động cơ.
4.1.1.2. Điều kiện làm việc
Trong quá trình làm việc, trục cam chịu tác dụng của lực ma sát, mô men uốn, mômen xoắn.
4.1.1.3. Vật liệu chế tạo
Trục cam thƣờng đƣợc chế tạo bằng thép các bon trung bình hoặc thép hợp kim: a. Thép các bon trung bình: Thép 40, 45, … Loại này sau khi gia công đƣợc nhiệt luyện bằng cách tôi hoặc thấm than để đạt độ cứng bề mặt 52 65 HRC. Độ sâu lớp bề mặt khoảng 0,7 2,0 mm. Độ cứng lớp bên trong khoảng 30 40 HRC.
b. Thép hợp kim: Thƣờng dùng các loại thép 15X, 15MH, 12XH3A,… c. Gang graphít cầu.
Sau khi gia công, các bề mặt ma sát đƣợc nhiệt luyện bằng phƣơng pháp thấm Cácbon hoặc tôi để đạt độ cứng cần thiết rồimài để đạt độ bóng 9.
4.1.2. Phân loại trục cam
4.1.2.1. Phân loại theo vị trí lắp đặt
a. Trục cam lắp ở thân máy: Các gối đỡ trục cam chế tạo liền thân máy và đƣợc lót bạc đồng. Loại này đƣợc lắp từ phía đầu động cơ (lắp luồn) nên đƣờng kính các cổ trục nhỏ dần về phía sau để việc lắp ráp dễ dàng.
b. Trục cam lắp ở nắp máy: Các gối đỡ trục cam là loại gối đỡ 2 nửa và ghép lại bằng bu lông giống trục khuỷu. Loại này có thể dùng bạc lót hoặc không có bạc.
4.1.2.2. Phân loại theo số lượng trục cam
Hình 5.4.01 Động cơ có hai trục cam trên nắp máy
1. Đĩa xích trục cam 2. Trục cam Hình 5.4.02 Dẫn động cam động cơ chữ V có bốn trục cam 1. Bánh đai trục cam 2. Trục cam xả 3. Trục cam nạp 4. Đai dẫn động 5. Căng đai 6. Pu ly trung gian 7. Bánh đai trục khuỷu
a. Loại một trục:
Loại này dùng một trục cam điều khiển tất cả các xupáp hút và xả thông qua giàn cò mổ. Trục cam có thể đặt ở thân máy hoặc nắp máy.
b. Loại hai trục:
Loại này có hai trục cam điều khiển hai hàng xupáp hút và xả riêng biệt. Hai trục cam đặt ở nắp máy và nối liên động bằng bộ truyền bánh răng (hình 5.4.01)
Một số động cơ kiểu chữ V có thể dùng 4 trục cam, mỗi hàng xilanh sử dụng hai trục cam. loại này không cần dùng giàn cò mổ, các cam tác dụng trực tiếp vào đuôi xupáp (hình 5.4.02)
4.1.2.3. Phân loại theo biên dạng cam
Hình 5.4.03 Các dạng cam
- Cam lồi: Loại này đƣợc dùng phổ biến trên các động cơ ôtô. Nó bao gồm cam lồi 2 cung và cam lồi 3 cung (hình 5.4.03a và 5..4403b)
- Cam tiếp tuyến: (hình 5.4.03c) - Cam lõm: (hình 5.4.03d)
4.1.3. Cấu tạo
Hình 5.4.04 Cấu tạo trục cam
1. Bu lông hãm 4. Bánh răng đẫn động 7. bánh răng cam
2. Cam dẫn động bơm nhiên liệu 5. Cam 8. Đệm
Trục cam bao gồm: Các cổ trục, các cam nạp, cam xả. Ngoài ra trên trục cam còn có cam dẫn động bơm xăng cơ khí, bánh răng dẫn động bộ chia điện, dẫn động bơm dầu bôi trơn,… (hình 5.4.04)
4.1.3.1. Cổ trục cam (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đối với trục cam đặt ở thân máy, cổ trục cam thƣờng có đƣờng kính nhỏ dần về phía sau (phía bánh đà) nhƣng đƣờng kính cổ trục nhỏ nhất phải lớn hơn chiều cao của cam. Đối với trục cam đặt ở nắp máy, cổ trục cam có đƣờng kính nhƣ nhau vì các gối đỡ trục cam là gối đỡ hai nửa. Chiều dài của cổ trục cam thứ nhất thƣờng lớn hơn các cổ trục phía sau vì cổ trục này chịu lực căng đai hoặc lực ngang của bánh răng.
4.1.3.2. Cam nạp và cam xả
Các cam đƣợc chế tạo liền trục. Hình dạng và vị trí của các cam phụ thuộc vào thứ tự làm việc của động cơ, góc mở của các xupáp, số kỳ của động cơ.
4.1.3.3. Đầu trục cam
Là vị trí lắp bánh dẫn động trục cam (bánh răng cam, bánh răng đai hoặc bánh răng xích).
4.1.3.4. Bánh dẫn động
Bánh dẫn động đƣợc lắp với trục cam bằng then hoặc bằng mặt bích có chốt định vị. Trên các bánh dẫn động có dấu xác định vị trí tƣơng đối giữa trục khuỷu và trục cam gọi là dấu đặt cam hoặc dấu pha phối khí.
Trên trục cam còn có bánh răng liền trục dạng răng xoắn dẫn động cho bơm dầu bôi trơn hoặc bộ chia điện, một cam lệch tâm dẫn động cho bơm xăng cơ khí,…
4.2. Dẫn động trục cam
Hình 5.4.05 Các phƣơng án đẫn động trục cam
Hình 5.4.05 thể hiện bốn phƣơng pháp cơ bản trong dẫn động trục cam. a. Truyền động bằng bánh răng
c. Truyền động bằng xích cho trục cam đặt ở nắp máy d. Truyền động bằng đai
Đối với động cơ 4 kỳ, trong một chu trình làm việc, trục khuỷu phải quay hai vòng để trục cam quay một vòng, lần lƣợt mở từng xupáp. Tỷ số truyền 2:1 có thể đạt đƣợc bằng cách chế tạo bánh răng cam hoặc đĩa răng lớn gấp hai lần bánh răng hoặc đĩa răng trục khuỷu. Số lƣợng răng của bánh răng trục cam gấp hai lần số răng trên bánh răng trục khuỷu giúp cho trục khuỷu quay nhanh hơn hai lần bánh răng trục cam.
4.2.1. Dẫn động bằng bánh răngHình 5.4.06 Bộ truyền bánh răng Hình 5.4.06 Bộ truyền bánh răng 1. bánh răng cam dọc trục 2. tấm chặn dọc trục 3. Cổ trục cam 4. Mặt bích 5. Bu lông 6. Bánh răng trục cam
Dẫn động bằng bánh răng thƣờng sử dụng cho trục cam đặt ở thân máy (hình 5.4.06). Bộ truyền bánh răng có hoặc không có bánh răng trung gian. Trục cam đƣợc dẫn động từ trục khuỷu, góc đặt cam là quan hệ giữa góc quay trục cam và góc quay trục khuỷu, mọi yếu tố tác động xấu đến quá trình này đều ảnh hƣởng lớn đến quá trình làm việc của động cơ.
Trên các bánh răng đánh dấu vị trí lắp ráp (dấu phối khí hay dấu đặt cam).
Với truyền động bánh răng, trục cam và trục khuỷu quay ngƣợc chiều khi không sử dụng bánh răng trung gian. Bánh răng cam đƣợc chế tạo bằng gang hoặc phíp.
4.2.2. Dẫn động bằng xích
Dẫn động bằng xích thƣờng sử dụng cho trục cam đặt ở thân máy hoặc nắp máy (hình 5.81). Đĩa xích có các răng với mô đun ăn khớp với mắt xích. Dẫn động xích cho phép truyền động giữa hai trục với khoảng cách khá lớn đồng thời giúp cho tốc độ trục khuỷu tăng cao hơn so với truyền động bánh răng. Để bộ truyền xích làm việc êm và ổn định, ngƣời ta dùng bộ căng xích và dẫn hƣớng xích. Bộ căng xích đƣợc điều chỉnh tự động nhờ áp lực dầu. Khi trục cam đƣợc truyền động bằng xích, trục khuỷu và trục cam quay cùng chiều. Một số động cơ dùng hai trục cam trên nắp máy thì ngoài dẫn động bằng xích từ trục khuỷu, còn dùng cặp bánh răng ăn khớp để truyền động giữa hai trục cam (hình 5.4.07)
Hình 5.4.07 Truyền động giữa hai trục cam băng bánh răng 1. Xích 2. Trục cam xả 3. Trục cam nạp 4. Đệm điều chỉnh 5. Cốc chụp 6. Xu páp nạp 7. Xu páp xả 8. Bộ căng xích 9. Thanh chống trƣợt 10.Thanh dẫn hƣớng 4.2.3. Dẫn động bằng đai:
Hình 5.4.08 Dẫn động trục cam bằng dây đai
1. Bánh đai trục cam
2. Căng đai
3. Bu ly bơm nƣớc
4. Bánh đai trục khuỷu
5. Đai dẫn động
Dẫn động bằng bộ truyền đai (Hình 5.4.08) thƣờng sử dụng cho trục cam đặt trên nắp máy.Tƣơng tự truyền động xích, đai làm trục cam quay cùng chiều với trục khuỷu nhƣng bộ truyền đai cho phép làm việc êm, ít tiếng ồn hơn bộ truyền xích. Điều này cho phép nâng cao tốc độ quay của trục khuỷu.
Trong hầu hết các động cơ có trục cam đặt trên nắp máy, trục cam đƣợc dẫn động bằng đai hoặc xích, khi đai hoặc xích và đĩa răng bị mòn, đai hoặc xích sẽ bị lỏng (bị chùng), ảnh hƣởng đến thời điểm đóng mở các xupáp làm giảm hiệu suất động cơ và tăng thành phần độc hại trong khí xả. Tuy nhiên, nguy hiểm lớn nhất là đai bị trƣợt làm lệch thời điểm mở xupáp, điều này xảy ra khi đai quá chùng và trƣợt sang vị trí khác trên bánh đai. Trong một số động cơ, điều này có thể làm cho xupáp va đập vào piston,
Để tránh sự lệch đai, các động cơ sử dụng bộ căng đai. Bộ căng đai tác dụng lực lên mặt ngoài của đai, làm cho đai không bị chùng hoặc giãn, tránh sự lệch đai hoặc xích trên đĩa răng. Một số bộ căng đai dùng lò xo tác dụng lực, một số khác sử dụng cơ cấu thuỷ lực để giữ cho đai có độ căng thích hợp.
4.3. Pha phân phối khí (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Pha phân phối khí là đồ thị biểu diễn thời điểm và khoảng thời gian các xupáp đóng, mở. Hình 5.4.09a là đồ thị pha phối khí của động cơ bốn kỳ thực hiện một chu trình công tác tƣơng ứng với hai vòng quay trục khuỷu (7200). Để đảm bảo nạp đầy hoà khí (hoặc không khí) vào xi lanh động cơ thì xupáp nạp mở trƣớc khi piston lên ĐCT một khoảng ứng với góc 1 và đóng muộn góc 2 theo chiều quay trục
khuỷu. Hình 5.4.09a Đồ thị pha phối khí động cơ bốn kỳ
Đồng thời để thải sạch khí đã cháy ra khỏi xi lanh thì xupáp xả phải mở sớm một góc 4 và đóng muộn góc 5 theo chiều quay của trục khuỷu. Các góc mở sớm và đóng muộn xupáp tuỳ thuộc vào từng loại động cơ.
Hình 5.4.09b là đồ thị pha phối khí của động cơ hai kỳ quét vòng. Một chu trình công tác của động cơ tƣơng ứng với một vòng quay của trục khuỷu. Quá trình xả và quét khí diễn ra đồng thời. Việc đóng mở cửa xả và cửa quét đƣợc thực hiện bởi piston. Thông thƣờng cửa xả bố trí phía trên cửa quét nên góc mở cửa xả lớn hơn góc mở cửa quét (thời gian mở cửa xả dài hơn).
Hình 5.4.09b Đồ thị pha phối khí động cơ hai kỳ
Ví dụ: Hình 5.4.10 là sơ đồ pha phối khí của động cơ Ford. Các thời điểm pha phối khí đƣợc tính theo độ đối với các thời điểm trƣớc hoặc sau ĐCT và ĐCD.
Xupáp xả bắt đầu mở ở 470 trƣớc ĐCD trong kỳ cháy, xupáp này vẫn mở đến 270 sau ĐCT ở kỳ nạp. Điều này tăng thêm thời gian cho khí xả thoát ra khỏi xi lanh. Trong thời gian piston đạt đến 470 trƣớc ĐCD ở kỳ cháy, áp suất cháy sẽ giảm đáng kể. Công suất bị tổn thất không đáng kể trong thời gian khí xả thoát ra ngoài. Xupáp nạp bắt đầu mở ở 120 trƣớc ĐCT, cho đến 560 sau ĐCD khi kết thúc kỳ nạp. Điều này làm tăng thời gian cho hỗn hợp không khí-nhiên liệu đi vào xi lanh.
Hình 5.4.10 Đồ thị pha phối khí của động cơ FORD
Xupáp xả đóng ở 210 sau khi xupáp nạp mở có nghĩa là cả xupáp nạp và xả cùng mở trong khoảng 330 tính theo góc quay trục khuỷu. Khoảng thời gian cả xupáp xả và nạp cùng mở cho phép quét sạch khí xả còn lại trong xi lanh. Các xupáp này không đóng hoặc mở một cách tức thời mà cần vài độ theo góc quay của trục khuỷu để các xupáp mở hoàn toàn hoặc đóng hoàn toàn. Thời gian đóng, mở các xupáp phụ thuộc vào hình dạng biên dạng cam, góc mở và đóng xupáp, vị trí trục khuỷu. Sự thay đổi thông số của các bánh răng truyền động hoặc các đĩa xích sẽ thay đổi pha phối khí.
Ví dụ, đai bị giãn hoặc xích bị mòn sẽ làm lệch thời điểm mở xupáp, làm cho vị trí trục cam không tƣơng ứng với vị trítrục khuỷu, các xupáp đóng và mở muộn hơn, làm giảm hiệu suất động cơ và gây ra hiện tƣợng quá nhiệt. Các bánh răng và các đĩa xích, bánh đai dẫn động đƣợc đánh dấu để dễ dàng lắp ráp và điều chỉnh.
4.3.2. Điều khiển góc pha phối khí tự động theo tốc độ động cơ
Động cơ đốt trong thƣờng có hiệu suất thể tích thấp khi vận hành với tốc độ cao. Khi tốc độ động cơ tăng các xupáp nạp mở trong thời gian ngắn hơn điều này có nghĩa là thời gian hỗn hợp không khí - nhiên liệu đi vào xi lanh ngắn hơn. Nếu xupáp nạp mở sớm hơn ở tốc độ cao sẽ tăng thời gian hỗn hợp đi vào xi lanh. Trên một số động cơ hiện đại có sử dụng bộ phận điều khiển góc mở sớm xupáp theo tốc độ động cơ. Có hai phƣơng pháp thay đổi góc mở xupáp.
4.3.2.1. Điều khiển bằng khớp thuỷ lực Hình 5.4.11 Điều khiển góc mở sớm xu páp bằng khớp thủy lực 1. Van dầu 2. Giắc cắm điện 3. Solenoid 4. Lò xo 5. Bánh răng xoắn 6. Piston 7. Cam 8. Trục cam
9. Đĩa răng trục cam
Một phƣơng pháp để mở các xupáp nạp ở tốc độ cao là dùng cơ cấu điều khiển xoay trục cam tự động theo số vòng quay động cơ (hình 5.4.11). Trục cam có khớp nối mềm giữa đĩa răng trục cam và trục cam. Khớp nối có piston thuỷ lực hoạt động bằng áp suất dầu động cơ và van điều khiển dầu vận hành bằng cuộn solenoid. Khi module điều khiển điện tử (ECM) báo tín hiệu cho solenoid để đóng van, áp lực dầu đẩy piston về phía trƣớc. Khi piston chuyển động, các răng trong của piston sẽ trƣợt lên các răng nghiêng trên bánh răng xoắn truyền động. Điều này làm trục cam quay về phía trƣớc (theo chiều quay làm việc) làm cho thời điểm mở xupáp nạp mở sớm.
4.3.2.2. Điều khiển bằng điện tử
Phƣơng pháp khác để thay đổi thời điểm pha phối khí đang đƣợc nghiên cứu. Động cơ không dùng trục cam mà có thể dùng cuộn solenoid để mở các xupáp. Mỗi